.RU

Использование результатов эксперимента. Теория. Критерии научности и истинности теории


^ Использование результатов эксперимента. Теория. Критерии научности и истинности теории.
Результаты эксперимента следует истолковать. Если первоначальная гипотеза исследователя подтвердилась, то исследования переходят на новый уровень – теоретический, т.е. строится научная теория в рамках существующей парадигмы. Если же удовлетворительной теории, описывающей наблюдаемое явление, не удается построить, это может привести к революционной смене парадигмы.

Стремление создать как можно более адекватную действительности теорию приводит к необходимости все более точных измерений и широкому привлечению математики. И.Кант писал: «В любом частном учении можно найти науки в собственном смысле лишь столько, сколько имеется в ней математики…»

Исследователями науки предложено много критериев научности той или иной теории, как объективные, так и субъективные. Основные из них:

Верификация – опытная подтверждаемость. Это важнейший, основной критерий истинности, адекватности любой теории;

Фальсификация – проверка путем отрицания, попытки опровержения;

Непротиворечивость – отсутствие внутренних логических противоречий;

Совместимость с теми результатами, которые уже оцениваются как истинные в существующей парадигме;

Эвристичность – предсказание новых фактов, прирост знаний, а не простая констатация;

Простота – минимум бездоказательных допущений;

Красота – стройность, ясность.
Каждая новая теория должна включать в себя предшествующую как частный случай. В этом утверждении, в сущности, содержатся все перечисленные выше признаки. ^ Лекция 3. Макромир. Движение в классической механике.

  1. Классическая механика и границы ее применимости. Материальная точка. Система отсчета.

Явления макромира – непосредственно наблюдаемые в обыденной жизни явления. Поэтому движение макроскопических тел и его причины стали предметом первых по-настоящему научных исследований. Итоги этих исследований наиболее полно сформулированы в трудах И.Ньютона, опубликованных в конце XVII в. Механика макроскопических тел называется классической (ньютоновской), она справедлива для тел не слишком малой массы (условно более кг), движущихся с достаточно малыми скоростями по сравнению со скоростью света в вакууме (). Терминология механики, ее математический аппарат, а также механические модели как наиболее наглядные широко применяются и в других областях естественнонаучных знаний.

Простейший объект, изучаемый механикой, - это материальная точка, т.е. тело, размерами которого в данной ситуации можно пренебречь. Например, при изучении движения планет Солнечной системы Землю можно считать материальной точкой. Очевидно, что материальная точка – физическая модель, идеализация, и принципиально отличается от математического понятия точки: в природе существует ограничение на размеры тела снизу. Минимальным физическим размером считается диаметр ядра атома водорода – порядка м.

Кинематика – раздел механики, изучающий движение тел без рассмотрения причин этого движения.

Под движением принято понимать изменение положения тела в пространстве относительно других тел.

Понятно, что для изучения движения необходимо существование хотя бы одного тела помимо рассматриваемого, и оно принимается за неподвижное – тело отсчета. Уже отсюда ясно, что в самом понятии движения содержится относительность.

Для количественного описания движения требуется ввести систему координат и способ измерения времени – «часы». Тело отсчета, система координат и часы составляют систему отсчета.

  1. Траектория, путь и перемещение. Радиус-вектор. Кинематические уравнения.

Траектория – это линия, вдоль которой движеся тело.

Путь – длина этой линии, измеряемая в метрах в системе СИ.

Для описания положения материальной точки в данный момент времени относительно некоторой системы отсчета вводят понятие радиус-вектора.

Радиус-вектор (от слова radius - “луч”) – это вектор, проведенный из начала координат к точке. В декартовой прямоугольной системе координат конец этого вектора имеет координаты

,

или

,

где – единичные векторы (орты) в направлении осей координат x,y,z соответственно.

по теореме Пифагора.

Заметим, что радиус-вектор зависит от выбора системы отсчета. Однако изменение радиус-вектора:



не зависит от системы отсчета и называется перемещением. Перемещение, как и радиус-вектор, в СИ измеряется в метрах и является вектором с началом в начальной и концом в конечной точке движения. Очевидно, что величина (модуль) перемещения в общем случае не равна пройденному пути.

Главной задачей кинематики является установление закона, по которому движется тело, с тем чтобы уметь в любой момент времени находить его положение (радиус-вектор). Зависимость



называется кинематическими уравнениями (фактически это три уравнения).

  1. Средняя и мгновенная скорости. Ускорение.

Если за время t тело совершило перемещение , то говорят, что оно двигалось со средней скоростью

.

Скорость, таким образом, характеризует быстроту перемещения. При нахождении средней скорости и время, и перемещение могут быть сколь угодно большими.

Можно говорить и о средней скорости на пути :

.

Очевидно, что .


Будем уменьшать промежуток времени:

,

при этом .

В пределе при получим мгновенную скорость, т.е. скорость тела в момент времени :

-

производная радиус-вектора по времени.

Если скорость постоянна, то такое движение называют равномерным. Однако в общем случае скорость зависит от времени.

Быстроту изменения скорости характеризует ускорение:



В пределе при t  0 получим мгновенное ускорение, т.е. ускорение тела в момент времени :

-

производная скорости по времени или вторая производная радиус-вектора по времени.

Движение с постоянным ускорением называют равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным), но в общем случае ускорение зависит от времени.

Итак, зная кинематические уравнения движения тела, можно определить его скорость и ускорение в любой момент времени, т.е. полностью описать движение. Верно и обратное: зная зависимость ускорения от времени и начальные условия (скорость и радиус-вектор в начальный момент времени), можно получить уравнение движения тела. Действительно, если , , то

,

.

  1. Движение материальной точки по окружности. Угол поворота, угловая скорость и угловое ускорение.

Движение материальной точки по окружности – особый частный случай движения вообще, о котором говорилось выше. Его математическое описание существенно упрощается благодаря тому, что для определения местоположения точки на окружности достаточно всего одной координаты. Особенно важно, что такое движение широко распространено в природе. Например, движение почти всех планет Солнечной системы происходит по орбитам, весьма близким по форме к круговым.

Поместим начало координат (тело отсчета) в центр окружности, и пусть радиус-вектор точки в начальный момент времени был , а в конечный - . Тогда угол  между векторами и называется углом поворота. Угол  – скаляр, его знак определяется по правилу правого винта (буравчика), размерность – радиан (безразмерное число).

Изменение угла поворота называется угловым перемещением:

.

Быстрота углового перемещения называется угловой скоростью:

– средняя угловая скорость;

– мгновенная угловая скорость.

Размерность угловой скорости – рад/с.

Быстрота изменения угловой скорости называется угловым ускорением:

– среднее угловое ускорение;

– мгновенное угловое ускорение.

Размерность углового ускорения – рад/с2.

Движение по окружности – всегда ускоренное. Ведь скорость имеет не только величину (модуль), но и направление. Даже если скорость v постоянна по величине, то имеется ускорение, направленное к центру окружности и отвечающее за изменение направления скорости. Эту составляющую полного ускорения называют нормальной, она в любой момент времени равна

an = v2/R = ω2R.

  1. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками движения.

Прямолинейное движение и движение по окружности описываются с помощью одинакового математического аппарата. Это говорит о внутреннем сходстве, единстве этих движений.

Количественные характеристики прямолинейного и вращательного движений связаны между собой простыми соотношениями.

Рассмотрим малый угол поворота . Ему соответствует малое перемещение , - длине дуги окружности, т.е. пути точки по окружности.

, (*)


где R – радиус окружности. Это соотношение справедливо и для любых путей, пройденных точкой по окружности:

,

например, , 2π– полный поворот точки вокруг центра окружности.

Поскольку радиус окружности – величина постоянная, то, взяв производную левой и правой частей соотношения (*) по времени, получим, что

,

a = R .

Таким образом, методы классической кинематики позволяют описывать как поступательное, так и вращательное движение макроскопического тела, т.е. всякое его сложное движение, которое может быть представлено как сочетание поступательного и вращательного.

Для того, чтобы определить положение тела в любой момент времени, надо знать начальные условия и ускорения. Ускорения же обусловлены взаимодействием тела с другими телами, и их нахождением занимается другой раздел механики – динамика.


hristianskaya-missiya-unichtozhit-rabstvo-znachit-unichtozhit-rabskoe-soznanie.html
hristianskie-motivi-v-russkih-narodnih-skazkah.html
hristianskie-prazdniki-kniga-enciklopedicheskogo-soderzhaniya-vobravshaya-v-svoi-500-stranic-informaciyu-pochti-obo.html
hristianskij-religiozno-filosofskij-pafos-prestupleniya-i-nakazaniya-biografiya-rodilsya-v-moskve-otec-mihail.html
hristianskij-spravochnik-po-apologetike-stranica-2.html
hristianskij-spravochnik-po-apologetike-stranica-30.html
  • textbook.bystrickaya.ru/issledovatelskaya-rabota-po-astronomii-zagadki-plutona.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/vsestoronnee-razvitie-visshego-uchebnogo-zavedeniya-postoyannoe-usovershenstvovanie-uchebnogo-i-nauchnogo-processov-razvitie-materialno-tehnicheskoj-bazi-dalo-osnov.html
  • notebook.bystrickaya.ru/i-vserossijskij-istoriko-kraevedcheskij-slyot.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kommentarij-k-pensionnomu-zakonodatelstvu.html
  • gramota.bystrickaya.ru/vsego-po-podrazdelu-sobranie-deputatov-krasnoarmejskogo-rajona-reshenie.html
  • doklad.bystrickaya.ru/v-pervichnaya-realnost-literatura-glava-tretya.html
  • assessments.bystrickaya.ru/byulleten-novih-postuplenij-noyabr-2010-g.html
  • writing.bystrickaya.ru/gnovosibirsk-1-pravovie-osnovi-territorialnogo-obshestvennogo-samoupravleniya-str-4-9-2.html
  • reading.bystrickaya.ru/komitet-po-kulture-sportu-i-molodezhnoj-politike-administracii-g-sherbinki.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/uznika-priveli-v-pitochnuyu-izbu-na-dvuh-cepnih-rastyazhkah-kak-obiknovenno-vodyat-dikih-zverej-odnako-stoyal-on-smirno-i-dazhe-kak-to-rasslablenno-obnimaya-tyazhe-stranica-2.html
  • predmet.bystrickaya.ru/saba-masati-oushilardi-kinematika.html
  • holiday.bystrickaya.ru/napravleniya-podgotovki-i-specialnosti-tyumenskij-gosudarstvennij-neftegazovij-universitet-spravochnik-abiturienta.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tehnika-i-tehnologii-v-socialno-kulturnom-servise-i-turizme.html
  • spur.bystrickaya.ru/kopiya-zayavki-194-organizaciya.html
  • writing.bystrickaya.ru/44-narusheniya-lichnosti-u-psihicheski-bolnih-pervichko-elena-ivanovna-otveti-na-voprosi-k-ekzamenu-s2010-kollektivnoe.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-discipline-konkurentosposobnost-tovarov-i-firm-dlya-specialnosti-080111-marketing-cikla-ds-dlya-specialistov.html
  • testyi.bystrickaya.ru/82novaya-byudzhetnaya-otchetnost-specifikacii-funkcionalnih-i-drugih-trebovanij-polzovatelya-informacionnoj-sistemi.html
  • znanie.bystrickaya.ru/analiz-i-ocenka-platyozhesposobnosti-predpriyatiya-na-primere-otkritogo-akcionernogo-obshestva-viktoriya-chast-3.html
  • predmet.bystrickaya.ru/rekomenduemie-informacionnie-istochniki-primernie-programmi-uchebnih-predmetov-v-7-9-h-klassah-russkij-yazik.html
  • bukva.bystrickaya.ru/obshee-kolichestvo-vremeni-za-den-250-min-4-chas-10-min-obsheobrazovatelnoj-programmi-na-2011-2014-godi-2011-god.html
  • doklad.bystrickaya.ru/vigruzka-informacii-po-usloviyam-stranica-15.html
  • composition.bystrickaya.ru/perevod-chisel-iz-odnoj-sistemi-schisleniya-v-druguyu-i-arifmeticheskie-dejstviya-v-razlichnih-sistemah-schisleniya.html
  • notebook.bystrickaya.ru/iv-rekomenduemaya-sistema-obespecheniya-ispolneniya-standartov-finansovoj-otchetnosti-v-rf.html
  • student.bystrickaya.ru/322-servernaya-chast-diplomnaya-rabota-studenta-5-kursa.html
  • books.bystrickaya.ru/ekonomicheskaya-ocenka-posledstvij-vozdejstviya-elektromagnitnogo-izlucheniya-na-sostoyanie-okruzhayushej-sredi-i-zdorove-naseleniya.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-521513-finansovij-menedzhment-udalov-f-e-predsedatel-d-e-n-professor-zaveduyushij-kafedroj-menedzhment-nizhegorodskogo-gosudarstvennogo-universiteta-im.html
  • lecture.bystrickaya.ru/a-i-suhinov-2008g.html
  • essay.bystrickaya.ru/celevoj-programmi-razvitiya-selskogo-hozyajstva-i-regulirovaniya-rinkov-selskohozyajstvennoj-produkcii-sirya-i-prodovolstviya-v-rostovskoj-oblasti-na-2010-2013-godi.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnie-tematicheskie-napravleniya-konferencii.html
  • institut.bystrickaya.ru/tamozhennoe-pravo-rossijskoj-federacii-chast-12.html
  • znanie.bystrickaya.ru/badarlamasi-ksptk-pedagogika-zhne-psihologiya-negzder.html
  • literature.bystrickaya.ru/dzhejms-malenkij-oborvish-dzhejms-grinvud-malenkij-oborvish-v-pereskaze-t-bogdanovich-i-k-chukovskogo-stranica-7.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-elektivnogo-kursa-sociokulturnij-servis-i-turizm-dlya-10-11-klassa-liceya-sinton.html
  • report.bystrickaya.ru/i-otkritij-aukcion-2-razdel-i-soderzhanie-2-razdel-i-obshie-usloviya-provedeniya-aukciona-4-statya-obshie-svedeniya-4.html
  • testyi.bystrickaya.ru/42-obespechenie-provedeniya-zemelnoj-reformi-i-racionalnogo-ispolzovaniya-zemel.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.